Zener Diode като регулатор на напрежението

Един Zener диод е един от специално проектиранитедиоди, които работят предимно в условия на обратни предубеждения. Те са по-силно легирани от обикновените диоди, поради което имат тесен изчерпващ се район. Докато редовните диоди се повреждат, когато напрежението в тях надвишава обратното напрежение, Zener диодите работят изключително в този регион. Изтощението регион в Zener диод се връща към нормалното си състояние, когато обратното напрежение получава отстранени. Това специално свойство на Zener диодите го прави полезен като волтажен регулатор, Нека да видим как това се случва.

Нека първо разберем как един Zener диод работи преди да разберем Zener диод като регулатор на напрежението.

Когато прилагаме обратното напрежение към диод Zener,през веригата протича незначително количество ток. Когато се приложи напрежение, по-високо от напрежението на разкъсване на Zener, настъпва разбивка на Zener. Пробивът на зенер е феномен, при който през диода преминава значително количество ток с незначителен спад на напрежението. Когато увеличим обратното напрежение по-нататък, напрежението в диода остава на същата стойност на ценовото напрежение на пробив, докато токът през него продължава да се покачва, както се вижда на графиката по-горе. Тук, в графиката V_Z се отнася до напрежението на разкъсване на Zener. Пробивното напрежение на Zener обикновено може да варира от 1.2 V до 200 V в зависимост от приложението му.

Вълнуващата част на този диод е, че можемизберете Zener диод с подходящо напрежение на разбивка, за да работи като регулатор на напрежението в нашата верига. Например, искаме напрежението на натоварване в нашата верига да не надвишава, да речем, 12 волта. След това можем да изберем Zener диод с напрежение от 12 волта и да го свържем през товара. Тогава дори ако входното напрежение надвиши тази стойност, напрежението на товара никога няма да надвиши 12 волта.
Нека се опитаме да разберем това с електрическа схема

Тук Zener диодът е свързан през товара R_L, Искаме напрежението на товара да бъде регулирано и да не пресича стойността на V_Z, В зависимост от нашето изискване, ние избирамеподходящ Zener диод с Zener разбивка напрежение в близост до напрежението, което изисква в целия товар. Свързваме Zener диода в обратното състояние. Когато напрежението в диода превиши напрежението на разкъсване на Zener, значително количество ток започва да тече през диода. Тъй като натоварването е успоредно на диода, напрежението на натоварването също е равно на напрежението на ценовите проби. Зенеровият диод осигурява път за протичане на тока и следователно товарът се защитава от прекомерни токове. Така Zener диодът има две цели тук: Zener диод като регулатор на напрежението както и предпазва товара от прекомерен ток.